Question

12．小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等．
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上．
（2）该实验应使凸透镜成实像，那么凸透镜成实像的条件是：物距大于焦距．
（3）记录的实验数据如表．

次数	1	2	3	4	5	6	7
物距u/cm	14	16	18	20	22	24	26
像距v/cm	35	27	22	20	18	17	16

第6次实验在光屏上所成的像是倒立、缩小的实像．生活中应用了凸透镜这一成像规律而制成的物品有照相机（请举一例）．
（4）小明得出探究结论后，又用上述器材做了一个实验．把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜放在15cm刻线上，如图所示．移动光屏在a位置找到像；蜡烛和光屏不动，只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像．结合所画图象，请你对实验中可能出现的现象作出合理的判断ABC．（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）
A、光屏上第一次的像是倒立、放大的
B、凸透镜向某一方向移动到b位置，某一方向指的是向光屏方向
C、光屏上第二次的像是倒立、缩小的
D、a位置在30～35cm刻线之间．

Answer 1

分析 （1）要使像能够成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏中心大致在同一高度处；
（2）（3）根据掌握凸透镜成像规律及其应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像．应用于照相机；
u=2f时，成倒立、等大的虚像，可以粗测焦距；
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机或投影仪；
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜．
（4）根据（3）中的物距为20cm和像距为20cm，可得出此透镜的焦距f=10cm，再结合所画图象即可做出选择．

解答 解：
（1）实验前，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上，这样像可以成在光屏中央；
（2）由凸透镜成像规律可知，物体在凸透镜的焦距以外都可以成实像，故凸透镜成实像的条件是u＞f；
（2）第6次实验中，物距＞像距，因此成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的；
（4）A、由（3）可知，此透镜的焦距f=10cm，当u=14cm时，即2f＞u＞f，成倒立放大的实像；故A正确；
BC、当蜡烛和光屏不动，只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像，说明此时物距和像距之和不变，以设想将蜡烛和光屏互换位置，则物距处于u＞2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，此时2f＞v＞f，所以凸透镜向光屏方向移动，故BC正确；
D、此时v＞2f，即a的位置v＞20cm，结合图象可知v在29～31cm之间，所以a位置在（29+15）～（31+15）cm即44～46cm刻线之间，故D错误；
故选ABC．
故答案为：（1）高度；（2）大于；（3）缩小；照相机；（4）ABC．

点评 此题主要考查凸透镜成像实验，此题的难点在（4）根据图象对实验中可能出现的现象作出合理的判断，要对凸透镜成像规律中的物距和像距熟练掌握才行．